Question

12．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設計了如圖甲、乙、丙所示的探究實驗，將A、B、C三個小球先后從同一裝置，高度分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推動小木塊運動一段距離后靜止，請你根據生活經驗和所學的物理探究方法，對以下問題進行解答：
（1）用來研究超速安全隱患時，需要控制的變量是質量，實驗時應選擇甲乙兩個圖所示實驗進行比較；在質量相同情況下汽車的速度越大，其動能就越大，行駛時危險就越大，因此嚴禁汽車超速是減輕交通事故造成傷害的一個重要手段．
（2）用來研究超載安全隱患時，應選擇甲丙兩個圖所示實驗進行比較．交通運輸中，在速度相同情況下汽車的質量越大，其動能就越大，行駛時危險就越大，因此嚴禁汽車超載是減輕交通事故造成傷害的另一個重要手段．
（3）本實驗用了控制變量法 和轉換法兩種研究方法．

Answer 1

分析 （1）（2）動能大小的影響因素：質量和速度．質量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質量越大，動能越大．對照圖示，結合控制變量法可得出結論．
（3）實驗中運用轉換法來研究小球動能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動的距離遠近．

解答 解：（1）用來研究超速安全隱患時，應控制質量不變，改變速度，故應選擇甲乙兩個圖所示實驗進行比較；由甲乙可知，在質量相同的情況下，高度越高，速度越大，撞擊木塊的距離越遠，這表明在質量相同情況下，汽車的速度越大，其動能就越大，行駛時危險就越大．
（2）用來研究超載安全隱患時，應控制速度不變，改變質量，故應選擇甲丙兩個圖所示實驗進行比較；由甲丙可知，在速度相同的情況下，質量越大，撞擊木塊的距離越遠，這表明在速度相同情況下，汽車的質量越大，其動能就越大，行駛時危險就越大．
（3）探究物體動能大小與哪些因素有關時，控制變量和不變量，采用的是控制變量法；物體動能的大小無法直接體驗，可以通過小球對木塊外做功的多少來體現小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離來判斷小球動能的大小，所用方法為轉換法．
故答案為：（1）質量；甲乙；速度；（2）甲丙；質量；（3）控制變量法；轉換法．

點評 明確影響動能大小的因素，知道自由滾下的物體到達水平面的速度取決于物體的高度，跟質量無關．